# 第19章 動態屬性和特性""" 屬性(attribute):數據的屬性和處理數據的方法統稱屬性,方法只是可調用的屬性. 特性(property)除此之外,我們海可以創建特性,在不改變類接口的前提下使用存取方法(即讀值方法和設值方法)修改數據屬性,這與統一訪問原則相符 統一訪問原則:不管服務是由存儲還是計算實現的,一個模塊提供的服務都應該通過統一的方式使用 python還提供了豐富的API,用于控制屬性的權限,以及實現動態屬性使用點號訪問屬性時(obj.attr):python解釋器會調用特殊的方法(如__getattr__,__setattr__)計算屬性用戶自己定義的類可以通過__getsttr__方法實現"虛擬屬性",當訪問不存在的屬性時即時計算屬性的值 動態創建屬性是一種元變成,在python中,相關基礎技術十分簡單,任何人都可以使用,甚至在 日常數據轉換任務中也能用到. """# 19.1 使用動態屬性轉換數據 # 示例19-2 osconfeed.py:下載osconfeed.json# 19.1.1使用動態屬性訪問json數據 """ 讀取這種嵌套的json數據時使用的feed['Schedule']['events'][40]['speakers'])語法很冗長 js中可以使用feed.Schedule.events[40].speakers表示python通過實現一個類似字典的類,能達到相同的效果 """# 示例19-5 explore0.py:把一個json對象裝換成一個嵌套著FrozenJSON對象,列表.和簡單類型的FrozenJSON對象 # 19.1.2處理無效的屬性名 """ 類FrozenJSON的缺陷,如果屬性名是python中的關鍵字,就無法讀取屬性值 如 grad = FrozenJSON({'name':'Jim','class':1982}) grad.class就不能正確讀取屬性值 """ # 19-6 explore0.py:在名稱為python關鍵字的屬性后面加上_# 19.1.3使用__new__方法以靈活的方式創建對象 """ 通常將__init__稱為構造方法 實際上真正用于構建實例的方法是__new__,這是一個類方法使用特殊方式處理,因此不用加@classmethod它必須返回一個實例,返回的實例作為__init__的self參數傳遞給__init__實際使用中幾乎不用自己編寫__new__方法,從object繼承來的實現已經足夠 python構建對象的偽代碼: def object_maker(the_class,some_arg):new_object = the_class.__new__(some_arg)if isinstance(new_object,the_class):the_class.__init__(new_object,some_arg)return new_object # 下述兩個語句的作用基本等效 x = Foo('bar') x = object_maker(Foo,'bar') """# 實例19-7 explore2.py:使用__new__方法取代build方法# 19.1.4 使用shelve模塊調整OSCON數據源的結構 """ shelve模塊:提供了對象序列化pickle存儲方式shelve.open高階函數返回一個shelve.Shelf實例這是簡單的鍵值對象數據庫,背后由dbm支持shelve.Shelf是abc.MutableMapping的子類shelve.Shelf還提供了幾個管理I/O的方法,如sync和close,它也是一個上下文管理器只要把新值賦予鍵,就會保存鍵值對鍵必須是字符串值必須是pickle模塊能處理的對象 """ # 示例19-9 schedule1.py:訪問保存再shelve.Shelf對象里的OSCON數據 """ 對象的__dict__屬性,存儲著對象的屬性,前提是類中沒有申明__slot__屬性 因此更新__dict__,把值設為一個映射,能快速地在那個實例中創建一堆屬性 """# 19.1.5使用特性獲取鏈接的記錄 """ 特性經常用于把公開的屬性變成使用讀值方法和設值方法管理的屬性 且在不影響客戶端代碼的前提下實施業務規則"""# 19.2 使用特性驗證屬性# 19.2.1 LineItem類第一版:表示訂單中商品的類 """ 假設有個銷售散裝有機食品的電商應用,客戶可以按重量訂購堅果,干果或雜糧, 在這個系統中,每個訂單都有一些列的商品,而每個商品都可以通過下例的類表示 """ # 示例19-15 bulkfood_v1.py:最簡單的LineItem類# 19.2.2 LineItem類第二版:能驗證值的特性 """ 使用特性以后,我們可以使用讀值方法和設值方法,但是類的接口保持不變,即 設置LineItem對象的weight屬性仍然寫成raisins.weight = 12 """ # 示例19-17 bulkfood_v2.py:定義了weight特性的LineItem類""" 第二版把weight屬性變成了特性,用戶無法再給weight賦值負數或者0, 為防止工作人員出錯,可以把price屬性作相同的操作,但是就存在重復 去除重復的方法是抽象抽象特性的方式:使用特性工廠函數使用描述符類 """# 19.3 特性的全面解析 """ 內置的property經常用作裝飾器,但它其實是一個類在python中,函數和類通常可以互換,因為二者都是可調用對象而且沒有實例化對象的new運算符,所有調用構造函數和調用工廠函數沒有什么區別此外只要能夠返回新的可調用對象,代替被裝飾的函數,二者都可以用作裝飾器property完整的構造方法:property(fget = None,fset=None,fdel=None,doc=None)所有的參數都是可選的如果沒有把函數傳給某個參數,那么得到的特性對像就不允許執行相應的操作 """# 19.3.1特性會覆蓋實例屬性 """ 特性都是類屬性,但是特性管理的其實是實例屬性的存取 如果實例和所屬的類有同名屬性,那么實例屬性會覆蓋類的數據屬性 """""" # 示例 19-19 實例屬性覆蓋類的數據屬性 class Class: # 定一個類,它有兩個屬性 數據屬性data和特性propdata = 'the class data attr'@propertydef prop(self):return 'the prop value' obj = Class() # vars(obj)返回obj的__dict__屬性,這里表明沒有實例屬性 print(vars(obj)) # {} print(obj.data) # the class data attr obj.data = 'bar' # 為obj.data賦值,創建一個實例屬性 # 此時實例屬性覆蓋了類屬性data print(vars(obj)) # {'data': 'bar'} print(obj.data) # bar # 類屬性data的值完好無損 print(Class.data) # the class data attr# 實例屬性不會覆蓋類的特性 19-20# 直接從類中讀取prop,獲取的是特性對象本身,不會運行特性的讀值方法 print(Class.prop) # <property object at 0x0000017F837DC540> # 讀取obj.prop會執行特性的讀值方法 print(obj.prop) # the prop value # 嘗試設置prop實例屬性,結果失敗 # obj.prop = 'foo' # AttributeError: can't set attribute # 但是可以直接把'prop'存入obj.__dict__ obj.__dict__['prop'] = 'foo' print(vars(obj)) # {'data': 'bar', 'prop': 'foo'} obj現在有兩個實例屬性 print(obj.prop) # the prop value 然而讀取obj.prop任然會執行特性的讀值方法 Class.prop = 'baz' # 覆蓋Class.prop特性,銷毀特性對象 print(obj.prop) # foo 現在obj.prop獲取的是實例屬性print("==============================") # 19-21 為class類新添一個特性,覆蓋實例屬性 print(obj.data) # bar 獲取的是實例屬性 print(Class.data) # the class data attr 獲取的是類屬性 Class.data = property(lambda self:'the "data" prop value') # 使用新特性覆蓋Class.data print(obj.data) # the "data" prop value 被特性覆蓋了 del Class.data # 刪除特性 print(obj.data) # bar 實例屬性恢復 """# 總結: # obj.attr這樣的表達式不會從obj開始尋找attr,而是從obj.__class__開始, # 僅當類中沒有名為attr的特性時,python才會在obj的實例中找 # 這條規則不僅適用于特性,還適用于一整類描述符--覆蓋型描述符(overrriding descriptor)# 19.3.2特性的文檔 # 控制臺中的help()函數或IDE等工具需要顯示特性的文檔時,會從特性的__doc__中提取 # weight = property(........doc='weight in kilograms') # 使用裝飾器創建property對象時,讀值方法的文檔字符串作為一個整體,變成特性的文檔# 19.4定義一個特性工廠函數 # 就不用手動實現兩隊一模一樣的讀值方法和設值方法了 # 示例 19-24 bulkfood_v2prop.py:quantity特性工廠函數# 19.5處理屬性的刪除操作 # 示例19-26 blackknight.py:定義特性刪除方法# 19.6 處理屬性的重要屬性和函數# 19.6.1影響屬性處理方式的特殊屬性 """ __class__:對象所屬類的引用(即obj.__class__與type(obj)的作用相同)python的某些特殊方法只在對象的類中尋找,而不在實例中尋找,如__getattr__ __dict__:一個映射,存儲對象或類的可寫屬性,有__dict__屬性的對象,任何時候都能隨意設置新的屬性如果類有__slots__屬性,它的實例可能沒有__dict__屬性 __slots__:類可以定義這個屬性,限制實例可以有哪些屬性,其值是一個由字符串組成的元組,指明允許有的屬性如果__slots__中沒有__dict__屬性,那么該類的實例沒有__dict__屬性 """# 19.6.2處理屬性的內置函數 # 以下5個內置函數對對象的屬性做讀/寫/內省操作 """ dir([object]):列出對象的大多數屬性能審查有或者沒有__dict__的對象不會列出__dict__屬性本身,但會列出其中的鍵不會列出幾個特殊的屬性:__mro__,__bases__,__name__如果沒有指定可選參數object,返回當前作用域中的名稱 getattr(object,name[,default]):從obj獲取name字符串對應的屬性獲取的屬性可能來自對象的類或者超類如果沒有指定的屬性,拋出AttributeError,或者返回default參數的值(如果設置了的話) hasattr(obj,name):如果obj對象存在指定的屬性,或者能以某種方式(例如繼承)通過obj對象獲取指定的屬性,則返回True setattr(obj,name,value):把obj對象指定屬性的值設置為value,前提是obj對象能接受這個值這個函數可能會創建一個新屬性,或者覆蓋現有的屬性 vars([object]):返回obj對象的__dict__屬性,如實例沒有__dict__屬性(設置了__slots__),那么不能處理,相反dir()可以處理省略object效果和dir相同 """# 19.6.3處理屬性的特殊方法 # 在用戶自己定義的類中,下列特殊方法用于獲取\設置\刪除\列出屬性 """ 使用.或者內置的getattr/setattr/hasattr函數存取屬性都會觸發下述列表中相應的特殊方法 但是直接通過__dict__讀寫屬性不會觸發,如果需要,通常使用這種方式跳過特殊方法obj.attr和getattr(obj,'attr',42)都會觸發 Class.__getattribute__(obj,'attr')特殊方法__delattr__(self,name):使用del 刪除屬性就會調用這個方法 del obj.attr 調用Class.__delattr__(obj,'attr')__dir__(self)把對象傳給dir()時調用,列出屬性dir(obj)觸發 Class.__dir__(obj)方法__getattr__(self,name):僅當獲取指定的屬性失敗,搜索過obj,Class,和超類之后調用__getattribute__(self,name):嘗試獲取指定的屬性時,總會調用這個方法,不過尋找的屬性是特殊屬性或特殊方法時除外.號和getattr(),hasattr()會觸發這個方法調用這個方法觸發AttributeError時,調用__getattr__()為了在獲取obj實例屬性時不導致無限遞歸,__getattribute__方法的實現要使用super().__getattribute__(obj,name) __srtsttr__(self,name,value):嘗試設置指定的屬性時總會調用這個方法obj.attr = 42和setattr(obj,'attr',42)都會觸發 Class.__setattr__(obj,'attr',value) """# 本章總結: """ 本章的話題是動態屬性編程""" # 示例19-2 osconfeed.py:下載osconfeed.json # 示例19-2 osconfeed.py:下載osconfeed.json from urllib.request import urlopen import warnings import os import json URL = 'http://www.oreilly.com/pub/sc/osconfeed' JSON = 'data/osconfeed.json' def load():if not os.path.exists(JSON): # 如果需要下載就發出提醒msg = 'downloading {} to {}'.format(URL,JSON)warnings.warn(msg)# 兩個上下文管理器,分別用于讀取和保存遠程文件with urlopen(URL) as remote,open(JSON,'wb') as local:local.write(remote.read())with open(JSON,encoding='utf-8') as fp:# 解析json文件,返回python原生對象,在這個數據源中,有幾種數據類型:# dict,list,str,intreturn json.load(fp) if __name__ == '__main__':feed=load()print(sorted(feed['Schedule'].keys()))for key,value in sorted(feed['Schedule'].items()):print('{:3} {}'.format(len(value),key))print(feed['Schedule']['speakers'][-1]['name'])print(feed['Schedule']['speakers'][-1]['serial'])print(feed['Schedule']['events'][-1]['name'])print(feed['Schedule']['events'][40]['speakers']) # 示例19-5 explore0.py:把一個json對象裝換成一個嵌套著FrozenJSON對象,列表.和簡單類型的FrozenJSON對象 # 19-5 explore0.py:把一個json對象裝換成一個嵌套著FrozenJSON對象,列表.和簡單類型的FrozenJSON對象from collections import abc class FrozenJSON:'''一個只讀接口,使用屬性表示法訪問Json對象'''def __init__(self,mapping):# dict(mapping)確保傳入的是字典,或者能被轉換成字典的對象# 安全起見,創建一個副本self.__data = dict(mapping)def __getattr__(self, name):'''僅當沒有指定名稱(name)的屬性時,才調用這個方法'''if hasattr(self.__data,name):# 如果name是__data的屬性,則返回這個屬性return getattr(self.__data,name)else:# 否則,從self.__data中獲取name鍵對應的元素,返回調用FrozenJSON.build# 得到的結果return FrozenJSON.build(self.__data[name])@classmethoddef build(cls,obj): # 這是一個備選的構造方法if isinstance(obj,abc.Mapping): # 如果obj是映射return cls(obj)elif isinstance(obj,abc.MutableSequence):# 如果是MutableSequence(列表)return [cls.build(item) for item in obj]else: return obj # 既不是字典也不是列表if __name__ == '__main__':from osconfeed import loadraw_feed = load()# 傳入嵌套的字典和列表組成的raw_feed,創建一個FrozenJSON對象feed = FrozenJSON(raw_feed)# FrozenJSON實例能使用屬性表示法遍歷嵌套的字典print(len(feed.Schedule.speakers))print(sorted(feed.Schedule.keys()))for key,value in sorted(feed.Schedule.items()):print('{:3} {}'.format(len(value),key))print(feed.Schedule.speakers[-1].name)talk = feed.Schedule.events[0]print(type(talk))print(talk.speakers)print(talk.flavor) # KeyError: 'flavor' # 19-6 explore1.py:在名稱為python關鍵字的屬性后面加上_ # 19-6 explore1.py:在名稱為python關鍵字的屬性后面加上_ import keyword from collections import abc class FrozenJSON:'''一個只讀接口,使用屬性表示法訪問Json對象'''def __init__(self, mapping):self.__data = {}for key,value in mapping.items():if keyword.iskeyword(key):key += '_'self.__data[key] = valuedef __getattr__(self, name):'''僅當沒有指定名稱(name)的屬性時,才調用這個方法'''if hasattr(self.__data, name):# 如果name是__data的屬性,則返回這個屬性return getattr(self.__data, name)else:# 否則,從self.__data中獲取name鍵對應的元素,返回調用FrozenJSON.build# 得到的結果return FrozenJSON.build(self.__data[name])@classmethoddef build(cls, obj): # 這是一個備選的構造方法if isinstance(obj, abc.Mapping): # 如果obj是映射return cls(obj)elif isinstance(obj, abc.MutableSequence): # 如果是MutableSequence(列表)return [cls.build(item) for item in obj]else:return obj # 既不是字典也不是列表if __name__ == '__main__':from osconfeed import loadraw_feed = load()# 傳入嵌套的字典和列表組成的raw_feed,創建一個FrozenJSON對象feed = FrozenJSON(raw_feed)# FrozenJSON實例能使用屬性表示法遍歷嵌套的字典print(len(feed.Schedule.speakers))print(sorted(feed.Schedule.keys()))for key, value in sorted(feed.Schedule.items()):print('{:3} {}'.format(len(value), key))print(feed.Schedule.speakers[-1].name)talk = feed.Schedule.events[0]print(type(talk))print(talk.speakers)print(talk.flavor) # KeyError: 'flavor' # 實例19-7 explore2.py:使用__new__方法取代build方法 # 實例19-7 explore2.py:使用__new__方法取代build方法import keyword from collections import abc class FrozenJSON:def __new__(cls, arg):if isinstance(arg, abc.Mapping): # 如果obj是映射return super().__new__(cls)elif isinstance(arg, abc.MutableSequence): # 如果是MutableSequence(列表)return [cls(item) for item in arg]else:return arg # 既不是字典也不是列表def __init__(self, mapping):self.__data = {}for key,value in mapping.items():if keyword.iskeyword(key):key += '_'self.__data[key] = valuedef __getattr__(self, name):'''僅當沒有指定名稱(name)的屬性時,才調用這個方法'''if hasattr(self.__data, name):# 如果name是__data的屬性,則返回這個屬性return getattr(self.__data, name)else:# 否則,從self.__data中獲取name鍵對應的元素,返回調用FrozenJSON.build# 得到的結果return FrozenJSON(self.__data[name])if __name__ == '__main__':from osconfeed import loadraw_feed = load()# 傳入嵌套的字典和列表組成的raw_feed,創建一個FrozenJSON對象feed = FrozenJSON(raw_feed)# FrozenJSON實例能使用屬性表示法遍歷嵌套的字典print(len(feed.Schedule.speakers))print(sorted(feed.Schedule.keys()))for key, value in sorted(feed.Schedule.items()):print('{:3} {}'.format(len(value), key))print(feed.Schedule.speakers[-1].name)talk = feed.Schedule.events[0]print(type(talk))print(talk.speakers)print(talk.flavor) # KeyError: 'flavor' # 示例19-9 schedule1.py:訪問保存再shelve.Shelf對象里的OSCON數據 # 示例19-9 schedule1.py:訪問保存在shelve.Shelf對象里的OSCON數據 import warnings import osconfeed DB_NAME = 'data/schedule_db' CONFERENCE = 'conference.115' class Record:def __init__(self,**kwargs):# 這是使用關鍵字參數傳入的屬性構建實例的常用簡便方式self.__dict__.update(kwargs)def load_db(db):raw_data = osconfeed.load()warnings.warn('loading' + DB_NAME)for collection,rec_list in raw_data['Schedule'].items():record_type = collection[:-1]for record in rec_list:key = "{}.{}".format(record_type,record['serial'])record['serial'] = keydb[key] = Record(**record)if __name__ == '__main__':import shelvedb = shelve.open(DB_NAME)if CONFERENCE not in db:load_db(db)speaker = db['speaker.3471']print(speaker)print(speaker.name, speaker.twitter)db.close() # schedule2.py 使用特性獲取鏈接的記錄 # schedule2.py 使用特性獲取鏈接的記錄 import warnings import inspect import osconfeed DB_NAME = 'data/schedule2_db' CONFERENCE = 'conference.115' class Record:def __init__(self,**kwargs):# 這是使用關鍵字參數傳入的屬性構建實例的常用簡便方式self.__dict__.update(kwargs)def __eq__(self, other):if isinstance(other,Record):return self.__dict__ == other.__dict__else:return NotImplementedclass MissingDatabaseError(RuntimeError):'''需要數據庫,但沒有指定數據庫時拋出'''class DbRecord(Record):__db = None@staticmethoddef set_db(db):DbRecord.__db = db@staticmethoddef get_db():return DbRecord.__db@classmethoddef fetch(cls,ident):db = cls.get_db()try:return db[ident]except TypeError:if db is None:msg = "database not set;call'{}.set_db(my_db)'"raise MissingDatabaseError(msg.format(cls.__name__))else:raisedef __repr__(self):if hasattr(self,'serial'):cls_name = self.__class__.__name__return '<{} serial = {!r}>'.format(cls_name,self.serial)else:return super().__repr__()# 重要的event類 class Event(DbRecord):@propertydef venue(self):key = 'venue.{}'.format(self.venue_serial)return self.__class__.fetch(key)@propertydef speakers(self):if not hasattr(self,'_speaker_objs'):spkr_serial = self.__dict__['speakers']fetch = self.__class__.fetchself._speaker_objs = [fetch('speaker.{}'.format(key))for key in spkr_serial]return self._speaker_objsdef __repr__(self):if hasattr(self,'name'):cls_name = self.__class__.__name__return '<{} {!r}>'.format(cls_name,self.name)else:return super().__repr__() # 重寫load_db函數 def load_db(db):raw_data = osconfeed.load()warnings.warn('loading' + DB_NAME)for collection,rec_list in raw_data['Schedule'].items():record_type = collection[:-1]cls_name = record_type.capitalize()cls = globals().get(cls_name,DbRecord)if inspect.isclass(cls) and issubclass(cls,DbRecord):factory = clselse:factory = DbRecordfor record in rec_list:key = "{}.{}".format(record_type,record['serial'])record['serial'] = keydb[key] = factory(**record) # 19.2.1 LineItem類第一版:表示訂單中商品的類 # 示例19-15 bulkfood_v1.py:最簡單的LineItem類 class LineItem:def __init__(self,description,weight,price):self.description = descriptionself.weight = weightself.price = pricedef subtotal(self):return self.weight * self.priceif __name__ == '__main__':raisins = LineItem('Golden raisins',10,6.95)print(raisins.subtotal())# 這個簡單的類存在的問題raisins.weight = -20 # 無效輸入...print(raisins.subtotal()) # 無效輸出... # 示例19-17 bulkfood_v2.py:定義了weight特性的LineItem類 # 示例19-17 bulkfood_v2.py:定義了weight特性的LineItem類 class LineItem:def __init__(self,description,weight,price):self.description = descriptionself.weight = weight # ①self.price = pricedef subtotal(self):return self.weight * self.price@property # @property裝飾讀值方法def weight(self): # 實現特性的方法,其名稱與 ①處的公開屬性名稱一樣--weightreturn self.__weight # 真正的值存儲在私有屬性__weight中@weight.setter # 被裝飾的讀值方法有個setter屬性,這個屬性也是一個裝飾器,這個裝飾器把讀值方法和設值方法綁定在一起def weight(self,value):if value>0:self.__weight = valueelse:raise ValueError('value must be > 0 ')if __name__ == '__main__':raisins = LineItem('Golden raisins', 10, 6.95)print(raisins.subtotal())raisins.weight = -20 # 拋出異常 # 示例19-17 bulkfood_v2b.py:不使用裝飾器 # 示例19-17 bulkfood_v2b.py:不使用裝飾器 class LineItem:def __init__(self,description,weight,price):self.description = descriptionself.weight = weight # ①self.price = pricedef subtotal(self):return self.weight * self.pricedef get_weight(self): # 實現特性的方法,其名稱與 ①處的公開屬性名稱一樣--weightreturn self.__weight # 真正的值存儲在私有屬性__weight中def set_weight(self,value):if value>0:self.__weight = valueelse:raise ValueError('value must be > 0 ')weight = property(get_weight,set_weight) # 構建property對象,然后賦值給公開的類屬性if __name__ == '__main__':raisins = LineItem('Golden raisins', 10, 6.95)print(raisins.subtotal())raisins.weight = -20 # 拋出異常 # 示例 19-24 bulkfood_v2prop.py:quantity特性工廠函數 # 示例 19-24 bulkfood_v2prop.py:quantity特性工廠函數def quantity(storage_name):def qty_getter(instance):return instance.__dict__[storage_name]def qty_setter(instance,value):if value > 0 :instance.__dict__[storage_name] = valueelse:raise ValueError('value must be >0')return property(qty_getter,qty_setter)class LineItem:weight = quantity('weight')price = quantity('price')def __init__(self,description,weight,price):self.description = descriptionself.weight = weightself.price = pricedef subtotal(self):return self.weight * self.priceif __name__ == '__main__':nutmeg = LineItem('Moluccan nutmeg',8,13.95)print(nutmeg.weight, nutmeg.price)print(sorted(vars(nutmeg).items())) # 示例19-26 blackknight.py:定義特性刪除方法 # 示例19-26 blackknight.py:定義特性刪除方法 class Blackknight:def __init__(self):self.members = ['an arm','another arm','a leg','another leg']self.phrases = ["'Tis but a scratch.","'It's just a flesh wound.","I'm invincible","All right,we'll call it a draw."]@propertydef member(self):print('next member is:')return self.members[0]@member.deleterdef member(self):text = 'BLACK KNIGHT (loses {})\n--{}'print(text.format(self.members.pop(0),self.phrases.pop(0)))if __name__ == '__main__':knight = Blackknight()print(knight.member)del knight.memberdel knight.memberdel knight.memberdel knight.member

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35歲學python,也不知道為了啥?

總結

以上是生活随笔為你收集整理的读书笔记:《流畅的Python》第19章 动态属性和特性的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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